Acetylen – Ethin – Baeyer Probe Chemikalien:

Calciumcarbid („Wühlmausgas“) Kaliumpermanganat Soda (Natriumcarbonat)

Geräte: Gasapparatur nach V.O. 20 mL Spritze (mit Silikonöl leichtgängig gemacht) RGG 2 mL Spritze (mit Stahlwolle schwergängig gemacht) Becherglas Luer-Schutzkappe

Ein Säcken mit Calciumcarbid wird aufgeschnitten und ca. ein Drittel davon in ein RGG gegeben. Nun wird Wasser auf das Calciumcarbid getropft (2-3 Tropfen). Sofort entsteht Acetylen. Der Inhalt der ersten 20 mL Spritze wird ver-worfen. Ein zweites Mal wird nun die 20 mL Spritze mit C2H2(g) befüllt. Die Spritze wird mit einem gelben Verschluss verschlossen.

Baeyer Probe: Zur Herstellung der Kalium-permanganat Lösung werden ein paar wenige Kristalle KMnO4 in Wasser gelöst und mit einem Teelöffel Soda (Natriumcarbonat) versetzt.

Nun werden ein paar mL der alkalischen Kaliumpermanganat Lösung mit der mit Acetylen Gas gefüllten Spritze angesaugt. Die Spritze wird verschlossen und geschüttelt. Die Lösung ändert ihre Farbe. Ein feiner gelb-brauner Niederschlag bildet sich dabei.

Erklärung: Mit Wasser reagiert Calciumcarbid zu Kalkwasser (Ca(OH)2(aq)) und Acetylen (Ethin).

CaC2 + 2 H2O ⟶ Ca(OH)2 + C2H2 Die Baeyer Probe ist ein Hinweis auf Doppel- bzw. Dreifachbindung zw. 2 Kohlenstoffatomen. Dabei wird eine alkalische Kaliumpermangant Lösung zu Braunstein reduziert. Entsorgung: Ist bei weiter Zugabe von Wasser keine Gasentwicklung erkennbar kann das RGG mit viel Wasser ausgespült werden. Eventuelle Rückstände können mit verdünnter Salzsäure aufgelöst werden. Die Braunstein Lösung wird über das Abwasser entsorgt.

Literatur: Viktor Obendrauf: Grubenlampe und Wühlmausgas. In: CLB Chemie in Labor und Biotechnik 2008 (10), S. 368–378.

Acetylen – Ethin – Verbrennung Chemikalien:

Calciumcarbid („Wühlmausgas“) Geräte:

Gasapparatur nach V.O. 20 mL Spritze (mit Silikonöl leichtgängig gemacht) RGG 2 mL Spritze (mit Stahlwolle schwergängig gemacht) Kanüle 1,2/40 mm Luer-Schutzkappe

Ein Säcken mit Calciumcarbid wird aufgeschnitten und ca. ein Drittel davon in ein RGG gegeben. Nun wird Wasser auf das Calciumcarbid getropft (2-3 Tropfen). Sofort entsteht Acetylen. Der Inhalt der ersten 20 mL Spritze wird ver-worfen. Ein zweites Mal wird nun die 20 mL Spritze mit C2H2(g) befüllt. Die Spritze wird mit einem gelben Verschluss verschlossen.

Auf die 20 mL Spritze wird nun eine Kanüle gegeben und das Gas unter Aufrechterhaltung eines konstan-ten Gasstroms entzündet. Es brennt stark rußend ab.

Unter der Bezeichnung Wühlmausgas findet man im Handel Calciumcarbid, hier abgepackt in 50 kleinen Säcken zu je 5 g Calciumcarbid.

Erklärung: Calciumcarbid wird aus Calciumoxid und Koks im elektrischen Lichtbogenofen hergestellt. Calciumcarbit findet unter anderem Verwendung in der Stahlindustrie, in Carbidlampen und in der Vertreibung von Wühlmäusen. Mit Wasser reagiert es zu Kalkwasser (Ca(OH)2(aq)) und Acetylen (Ethin).

CaC2 + 2 H2O ⟶ Ca(OH)2 + C2H2 Entsorgung: Ist bei weiter Zugabe von Wasser keine Gasentwicklung erkennbar kann das RGG mit viel Wasser ausgespült werden. Eventuelle Rückstände können mit verdünnter Salzsäure aufgelöst werden.

Literatur: Viktor Obendrauf: Grubenlampe und Wühlmausgas. In: CLB Chemie in Labor und Biotechnik 2008 (10), S. 368–378.

Ammoniak Springbrunnen Chemikalien:

NaOH Plätzchen (3 Stück) 25% Ammoniak Phenolphtalein

Geräte: Gasapparatur nach V.O. Aktivkohlefilter zwei 20 mL Spritzen (mit Silikonöl leichtgängig gemacht) RGG 2 mL Spritze (mit Stahlwolle schwergängig gemacht)

Ammoniak (25%) wird auf die Natriumhydroxid Plätzchen ge-tropft. Dabei entsteht sofort NH3(g). Die ersten 20 mL NH3(g), weil mit Luft noch „verunreinigt“, werden durch die Spritze mit der Aktivkohle geblasen gedrückt. Ein zweites Mal wird nun die 20 mL Spritze mit NH3(g) befüllt.

Die Gasapparatur wird nun mit dem Aktivkohlefilter verschlossen. NH3(g) wird nun langsam in ein leeres RGG gedrückt und mit einem Stopfen mit Kanüle verschlossen. Nun befüllt man eine andere 20 mL Spritze voll mit Wasser, in welches man zuvor ein paar Tropfen Phenolphthalein gegeben hat.

Das mit NH3(g) grfüllte RGG wird auf die mit Wasser und Indikator gefül-lte Spritze gegeben und zum Ini-tieren etwas Wasser reingedrückt. Sofort löst sich NH3(g) in den paar Tropfen Wasser und das restliche Wasser wird von selber angesaugt.

Erklärung: NH3(g) + H2O ⇌ NH4

+(aq) + OH-

(aq) NH3(g) gelöst in Wasser liegt teilweise als NH4

+(aq) und OH-

(aq) vor. Das Prinzip von Le Chatelier besagt, dass durch Konzentrationserhöhung eines Stoffes auf einer Seite der Reaktionsgleichung, auch die Konzentration auf der anderen Seite der Reaktionsgleichung erhöht wird. Wird also die Konzentration von OH- (durch die NaOH Plätzchen) erhöht, erhöht sich auch die Konzentration von NH3(g), welches sich dann in der 20 mL Spritze sammelt. Kommt NH3(g) mit Wasser in Kontakt löst es sich sofort unter Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen. In einem Liter Wasser lösen sich bei 0°C und 1 bar 1142 L NH3(g). Das Wasser verfärbt sich sofort pink, da Ammoniak eine Base ist.

Literatur: Viktor Obendrauf Sommerseminar

Apparatur zur Gasherstellung nach Viktor Obendrauf Geräte:

Gummistopfen Verneret 18D RGG Fiolax 16/160 mm 2 Kanülen 1,2/40 mm 2 mL Spritze (innen mit Stahlwolle anrauen) 20 mL Spritze ONCE (leichtgängig mit Silikonöl machen)

Es werden die beiden Kanülen un-ter Drehen durch den Gummistop-fen getrieben, sodass bei Kanülen parallel verlaufen. Die äußersten Spitzen werden mit einem Seiten-schneider aus Sicherheitsgründen abgezwackt ohne die Kanüle zu quetschen.

Auf eine Kanüle gibt man eine 2 mL Spritze, die innen etwas mit Stahl-wolle aufgeraut wurde um sie schwergängiger zu machen, damit das später entstehende Gas nicht den Stempel hinaufdrückt. Auf die 2. Kanüle kommt eine 20 mL Spritze, die das entstehende Gas auffängt. Deshalb um sie leitgängi-ger zu machen wird die Gummi-membran eingefettet.

Mit Hilfe dieser Apparatur können unterschiedliche Gase erzeugt werden: Durch das Zutropfen des Inhalts der 2 mL Spritze kann dosiert durch Reaktion mit dem Inhalt des RGG unterschiedliche Gase hergestellt werden.

20 mL Spritze 2 mL Spritze RGG Wasserstoff Salzsäure 32% Zink Granalien (ca. 1 cm) Chlor Salzsäure 32% Kaliumpermanganat (ca. 1 cm) Sauerstoff Wasserstoffperoxid 33% Braunsteintabletten (4 Stück) Ethin (Acetylen) Wasser Calciumcarbid (ca. 1 cm) Ammoniak (gasförmig) Ammoniak 25% Natriumhydroxid (ca. 1 cm)

Entsorgung: Salzsäure stark verdünnt über den Abfluss entsorgen. Zink Granalien waschen und wiederverwenden. Braunsteintabletten sind wiederverwendbar. Wasserstoffperoxid verdünnt üben den Abfluss entsorgen. Zu Calciumcarbid tropfenweise Wasser geben, bis keine Gasentwicklung erkennbar ist und dann mit viel Was-ser über den Abfluss entsorgen. Natriumhydroxid stark verdünnt über den Abfluss entsorgen Kaliumpermanganat mit Natriumthiosulfat reduzieren und zu den anorganischen Abfällen geben Ammoniak 25% stark verdünnt über den Abfluss entsorgen.

Bestimmung der Dichte von Metallen Metalle:

10 Groschen Münzen 2 Cent Münzen Magnesiumspitzer ohne Klinge Zink Stangen

Geräte: 20mL Spritze ohne Stempel Waage Luer-Schutzkappe

Bestimme die Masse des Metalls. Befülle die Spritze mit 10 mL Wasser. Bestimme das Volumen des Metalls.

Tipps: Die SuS sollen selber merken, dass das Ergebnis umso genauer wir, je mehr Münzen usw. sie verwenden. Verwendet man eine Zn Stange die länger als die Spritze ist, müssen die SuS andere Lösungsstrategien heran-ziehen um das Volumen zu bestimmen (V = G∙h). Mit Hilfe der hier abgedruckten Dichtetabelle einiger Metalle bestimmen die SuS um welches Metall es sich handelt. Entgegen der Erwartung der SuS bestehen 2 Cent Münzen aus Eisen.

Mg Al Zn Sn Fe Cu Ag Au

1,74 g/mL 2,70 g/mL 7,14 g/mL 7,28 g/mL 7,86 g/mL 8,96 g/mL 10,50 g/mL 19,32 g/mL

Literatur: Viktor Obendrauf (Sommerschule Elixhausen)

Bestimmung der Masse von Magnesium Chemikalien:

Magnesiumband Salzsäure 2 M (20 mL HClkonz mit 80 mL Wasser

verdünnen)

Geräte: Gasapparatur nach V.O. 20 mL Spritze ONCE (leichtgängig mit Silikonöl

machen) 50 mL Messzylinder Silikonschlauch Plastikwanne RGG-Ständer

Ein exakt abgewogenes Stück Mag-nesiumband (30-45 mg) wird in ei-nem RGG vorgelegt. In eine 20 mL Spritze werden ca. 10 mL Salzsäure gegeben. Der Messzylinder wird mit Wasser aufgefüllt. Die Gasap-paratur und Messzylinder werden mit dem Schlauch verbunden. Die Gasapparatur wird in einen RGG-Ständer gegeben.

Bei der Zugabe von Salzsäure ent-steht Wasserstoff, der das Wasser aus dem Messzylinder verdrängt. Es muss soviel Salzsäure dazugege-ben werden, dass sich das Magne-sium vollständig auflöst. Das Volu-men des entstandenen Wasser-stoffgases wird abzüglich des Volu-mens der zugegebenen Salzsäure abgelesen.

Der Wasserstoff im Messzylinder kann mit einem Feuerzeug gefahr-los angezündet werden. Über das Volumen des entstandenen Was-serstoffes kann auf die Masse von Magnesium geschlossen werden. Pro mg Magnesium entsteht ein mL Wasserstoff.

Erklärung: Zink reagiert mit einer salzsauren Lösung zu Zink(II)-chlorid und Wasserstoff. Zn(s) + 2 HCl(aq) ⟶ ZnCl2(aq) + H2(g) Aus einem mol Magnesium entsteht ein mol Wasserstoff, d.h. aus 24,3 g Magnesium entstehen ca. 24 L Was-serstoff, also aus 1 mg Magnesium entsteht 1 mL Wasserstoff. Tipp: Falls keine Analysenwaage zur Verfügung steht, ist die Masse von 1 m Magnesiumband bestimmen und davon werden so viele mm abgeschnitten, dass die Masse von Mg zwischen 30 und 45 mg ist.

Literatur: Adaptiertes Experiment nach Viktor Obendrauf

CO2 Kreislauf Chemikalien: Essig 12% gesättigte Ca(OH)2 Lösung CO2 aus Gasspender

Geräte: Bunsenbrenner Glaspipette Gummischlauch RGG, RGG Klammer, RGG Ständer

1 2 3 4

Gib etwas Ca(OH)2 Lösung (1:1 mit Was-ser verdünnt) in ein RG. Leite nun mit ei-nem Gasspender (mit Gummischlauch und Glaspipette) CO2 ein. Dabei entsteht eine Trübung verursacht durch Kalk. (al-ternativ kannst du auch mit einem Stroh-halm Luft Atemluft einblasen und dann erst mit dem Gasspender

Leite mit CO2 ein. Die Trübung ver-schwindet wieder.

Erhitze das Gemisch über einen Bunsen-brenner. CO2 steigt auf und es entsteht wieder eine Trübung verursacht durch Kalk.

Gib zu dieser Trü-bung Essig. CO2 steigt auf und die Lösung wird wieder klar.

Erklärung: 1a: CO2 + H2O H2CO3 (Nichtmetalloxid + Wasser Säure) 1b: Ca(OH)2 + H2CO3 CaCO3 + 2H2O (Neutralisation) 2a: CO2 + H2O H2CO3 (Nichtmetalloxid + Wasser Säure) 2b: CaCO3 + H2CO3 Ca(HCO3)2 (Salz + Säure Salz + Säure; Ca(HCO3)2 ist sowohl Salz als auch Säure) 3a: Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2CO3 (Salz + Säure Salz + Säure; Ca(HCO3)2 ist sowohl Salz als auch Säure) 3b: H2CO3 CO2 + H2O (Nichtmetalloxid + Wasser Säure) 4a: CaCO3 + 2HAc Ca(Ac)2 + H2CO3 (Salz + Säure Salz + Säure) 4b: H2CO3 CO2 + H2O (Nichtmetalloxid + Wasser Säure) Hinweis: 1a: Entstehung von sauren Regen 1b: Nachweis von CO2 2a: wie 1a 2b: Verwitterung von Kalk 3a: Reaktion beim Verkalken von Heizstäben 3b: Zersetzung von H2CO3 4a: Entkalken des Heizstabs durch Säuren 4b: wie 3b

CO2 lost sich in Wasser (Bromthymolblau) Chemikalien:

Leitungswasser Bromthymolblau

Geräte: Bunsenbrenner Strohhalm RGG RGG Klammer

Gib etwas Leitungswasser in ein RG und einen Tropfen Bromthymol-blau. Je nach Härte des Wassers wird verfärbt sich der Indikator grün bis blau.

Blase mit einem Strohhalm vorsich-tig Luft in das RG bis die Farbe des Indikators gelb ist.

Erhitze das Gemisch über einen Bunsenbrenner. Der Indikator ver-färbt sich wieder blau.

Erklärung: CO2 + H2O ⟶ H2CO3 (Nichtmetalloxid + Wasser ⟶ Säure) Sinkt der pH-Wert durch die Kohlensäure unter 6 verfärbt sich der Indikator gelb. Beim Erhitzen entweicht CO2 und die ursprüngliche Färbung blau kehrt zurück.

Destillation von 38%igen Rum Chemikalien:

Rum 38% Geräte:

5 Kanülen 0,8 x 120 mm Gummistopfen Verneret 18D 2 RGG Fiolax 16/160 mm Scheuerspirale von Vileda 2 mL Spritze, Siedesteinchen 2 RGG Klammern, RGG Ständer

Ein RGG wird ca. 5-6 cm hoch mit 38%igen Rum und einigen Siedesteinchen beschickt. Nun steckt man ein ca. 7 cm langes Stück Scheuerspirale dicht gepackt in das Rea-genzglas. Das Reagenzglas wird mit dem Gummistopfen verschlossen, in dem sich die vier Kanülen als Kühler befinden. Die Ka-nülen müssen in unterschiedlicher Länge durch den Stopfen gestochen und rechtwin-kelig gebogen werden, damit alle vier Luer-Ansätze wie in der Skizze gezeigt möglichst tief ins zweite Reagenzglas hineingesteckt werden können.

Mit zwei RGG-Klammern kann die Apparatur in einer Hand gehalten werden. Nun wird vorsichtig mittels Bun-senbrenner für eine Erwär-mung gesorgt. Sobald die Flüssigkeit zu sieden be-ginnt, muss die Wärmezu-fuhr gedrosselt werden, da-mit die "Kolonne" nicht zu stauen beginnt.

Die 2 mL-Spritze wird ohne Kanüle auf die Waage gelegt, nach dem Ta-rieren saugt man mittels langer Ka-nüle genau 1 mL Destillat aus dem RGG, entfernt die Kanüle und be-stimmt die Masse des Destillats.

Erklärung: Durch die Scheuerspirale gelingt eine optimale Trennung. Die erhaltenen Messwerte der Dichtebestimmung liegen um 0,82 g/mL Zum Vergleich: ρ(80% Ethanol) = 0,84 g/mL ρ(90% Ethanol) = 0,82 g/mL ρ(96% Ethanol) = 0,80 g/mL

Literatur: Viktor Obendrauf Sommerseminar

http://schulen.eduhi.at/chemie/dest1.htm [17.3.2018]

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Herstellung und Untersuchung einer gesattigten NaCl Losung Chemikalien:

Regeneriersalz

Geräte: RGG RGG Klammer RGG Ständer Waage PPP

Um etwas weniger als einen Liter einer gesättigten NaCl Lösung her-zustellen müssen ca. 300 g Regene-riersalz in 0,8 L destillierten Wasser gelöst werden. Am besten die Lö-sung für ein zwei Tage immer wie-der umrühren. Es bleibt etwas un-gelöstes Kochsalz zurück als Zei-chen einer gesättigten Lösung.

Um den Massenanteil w, die Dichte ρ bzw. die Massenkonzentration β zu bestimmen muss zuerst ein RGG leer abgewogen werden. Dann gibt man mit einer PPP 2 mL der NaCl Lösung in das RGG und bestimmt erneut die Masse.

Die Lösung wird nun vollständig eingedampft. Dabei ist zu achten, dass auch keine Wassertropfen oben im RGG mehr vorhanden sind. Die Masse wird nun erneut bestimmt.

Rechenbeispiel: m(leeres RGG) = 9,95 g m(RGG mit 2 mL NaCl-Lsg.) = 12,34 g ⟶ m(Lösung) = 2,39 g m(RGG mit NaCl) = 10,57 ⟶ m(Salz) = 0,62 g 𝜌 = , , = 1,2 𝑔/𝑚𝐿 Ein mL der Lösung hat eine Masse von 1,2 g. 𝛽 = , , = 310 𝑔/𝐿 Es sind 310 g Kochsalz in einem Liter Lösung. 𝑤(𝑁𝑎𝐶𝑙) = ,, = 26% Der Massenanteil an Kochsalz in einer gesättigten Lösung beträgt 26%.

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Herstellung von weißen Phosphor Chemikalien:

roter Phosphor Geräte:

Bunsenbrenner Glaspipette Kältespray Kupfer(II)-sulfat Lösung Pinzette Reagenzglas (oder Behälter für CuSO4 Lsg.) Wäscheklammer aus Holz Wattestäbchen

Schmelze eine Glaspipette zu einem kleinen Reagenzglas ab und gibt ein reiskorngroßes Stück roten Phosphor hinein.

Flute das Reagenzglas mit einem Kältespray (Schutzatmosphäre)

Erhitze vorsichtig den roten Phosphor bis sich bei der Hälfte des Reagenzglases weißer Phosphor ausbildet.

Fahre mit einem Wattestäbchen bis zum weißen Phosphor, trage etwas auf das Wattestäbchen auf und ziehe es an die Luft. Sofort entzündet sich der weiße Phosphor.

Erklärung: Weißer Phosphor kann im Labor durch Erhitzung von rotem Phosphor unter Ausschluss von Sauerstoff hergestellt werden. Hinweis: ACHTUNG! Weißer Phosphor ist giftig. Entsorge das kleine Reagenzglas indem du es in ein großes Reagenzglas gibst und dieses dann mit einer verd. Kupfer(II)-sulfat Lösung füllst. Dabei wird der Phosphor mit Wasser über mehrere Schritte in Kupfer(I)-phospid Cu3P überführt. Im Dunkeln sieht man eine schwache Chemolumineszenz des weißen Phosphors im Reagenzglas.

Literatur: Obendrauf, V.: Mit Köpfchen und Reibfläche. Chemie & Schule, 3/2002, 14 - 23.

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Kalkwasser herstellen Chemikalien:

Calciumhydroxid dest. Wasser

Geräte: Magnetrührer Trichter mit Filter PET Flasche Stativmaterial

Durchführung: 1,5 - 2,0 g festes Ca(OH)2 werden in einem Liter Wasser gelöst. Die Lösung wird länger gerührt (optional mit Magnetrührer) bzw. über Nacht stehen gelassen. Es bildet sich eine weiße Suspension. Nun wartet man, bis sich das Salz der gesättigten Lösung absetzt. Die Lösung wird zweimal filtriert (Doppelfilter), am besten gleich in eine PET Flasche. Sollte die Lösung immer noch trüb sein sollte sie nochmals filtriert werden. Zum Abschluss wird das Kalkwasser nochmals 1:1 mit dest. Wasser verdünnt werden.

Erklärung: In einer PET Flasche, die gut zugeschraubt ist, kann kaum CO2 eindringen und somit bleibt das Kalkwasser für längere Zeit stabil. Hinweis: Das verdünnte Kalkwasser ist besser für die nachfolgenden Versuche geeignet und auch etwas stabiler.

Knallerbsen Chemikalien:

Knallerbsen (z.B. Knallteufel, Fa. WECO) verdünnte Salpetersäure

Geräte: kleines RGG Wäscheklammer aus Holz Bunsenbrenner

Die Steinchen von 2 Knallerbsen werden vorsichtig ausgepackt und in ein kleines RGG gegeben.

Das RGG wird mit einer Wäsche-klammer erhitzt bis die Knallerbsen hörbar reagieren. Die Öffnung des RGG darf dabei nicht auf Personen gerichtet werden.

Die kleinen Körnchen haben sich schwarz gefärbt. Am Glas ist ein Sil-berspiegel erkennbar. Dieser löst sich durch Zugabe der Salpeter-säure wieder auf.

Erklärung: Knallerbsen bestehen aus mineralischen, in feines Papier gewickelten kleinen Körnchen, an denen oberflächlich sehr kleine Mengen an reibungs- bzw. stoßempfindlichem Silberfulminat (maximal 2,5 mg AgCNO pro Knall-erbse) haften. Wirft man eine Knallerbse zu Boden so reagiert das Silberfulminat mit einem harmlosen Knall etwa nach folgender Gleichung: 2 AgCNO ⟶ 2 CO + Ag + N2 Die Reinigung der RGG mit Salpetersäure soll im Abzug oder am Fensterbrett von der Lehrkraft durchgeführt werden, da sich geringe Mengen an Stickoxiden bilden.

Literatur: Viktor Obendrauf 1999. Vom Knallteufel und Knatterfontänen. Chemie und Schule(4), 22–28.

Kundtsche Rohre Chemikalien:

Zink Granalien Salzsäure w(HCl) = 32%

Geräte: Gasapparatur nach V.O. RGG Luer-Schutzkappen, gelb 20 mL Spritze ONCE (leichtgängig mit Silikonöl

machen)

Zink Granalien werden in der Gas-apparatur vorgelegt. Ein paar Trop-fen Salzsäure wird über die 2 mL Spritze auf das Zink gegeben.

Sofort setzt eine Gasbildung ein. Die ersten 20 mL werden nicht ver-wendet, sondern rausgedrückt. Jetzt kann man hintereinander zwei bis drei 20 mL Spritzen füllen. Mit der Schutzkappe wird die 20 mL Spritze verschlossen.

Ein weiteres RGG (sauber und tro-cken) wird von unten mit dem ent-standenen Wasserstoff langsam gefüllt und mit einem Feuerzeug von unten angezündet. Es ist eine Knallgasexplosion zu hören. Am In-neren des RGG bilden sich ringför-mige Kondensstreifen aus.

Erklärung: Der Abstand von 2 Kondensstreifen ist die halbe Wellenlänge bzw. man misst den Abstand vom ersten zum dritten Kondensstreifen (siehe Abbildung) um die Frequenz zu berechnen. Frequenz = SchallgeschwindigkeitWellenlänge = 340 m/s0,0064 m = 53125 Hz = 53kHz

Menschen hören bis etwas 20kHz, das heißt die Explosion verursacht 2 unterschiedliche Frequenzen, eine eben bei 53 kHz, die andere entspricht dem gehörten Ton.

Literatur: Sommerschule mit Viktor Obendrauf

Kupfer(II)-oxid wird von Wasserstoff reduziert Chemikalien:

Zink Granalien Salzsäure w(HCl) = 32% Kupfer(II)-oxid Silikonöl

Geräte: Gasapparatur nach V.O. RGG Luer-Schutzkappen, gelb 20 mL Spritze ONCE (leichtgängig mit Silikonöl

machen) Kanüle 0,8 x 120 mm

Zink Granalien werden in der Gas-apparatur vorgelegt. Ein paar Trop-fen Salzsäure wird über die 2 mL Spritze auf das Zink gegeben. So-fort setzt eine Gasbildung ein.

Die ersten 20 mL werden nicht ver-wendet, sondern rausgedrückt. Jetzt kann man hintereinander zwei bis drei 20 mL Spritzen füllen. Mit der Schutzkappe wird die 20 mL Spritze verschlossen.

Ein weiteres RGG wird mit CuO ge-füllt und über dem Bunsenbrenner erwärmt. Gleichzeit wir langsam Wasserstoff mittels Kanüle in das heiße CuO eingeblasen. Es bildet sich am oberen RGG Rand kleine Wassertropfen und unten Kupfer.

Erklärung: Kupfer(II)-oxid reagiert mit Wasserstoff zu Kupfer und Wasser CuO + H2 ⟶ Cu + H2O Wasserstoff wird unter anderem als Reduktionsmittel zur Gewinnung von W, Mo, Co und anderen Metallen verwendet.

Literatur: Sommerschule mit Viktor Obendrauf

Lachgaswuffi Chemikalien: Rum 80% Lachgas aus Gasspender1

Geräte: Glasflasche mit weitem Hals Gummischlauch langstieliges Feuerzeug PPP Plastikbehälter Wasserkocher

Fülle einen Plastikbehälter mit war-mem Wasser. Tauche nun die Glas-flasche unter, sodass die die Luft vollständig durch Wasser verdrängt wird. Fülle nun die Glasflasche mit-tels Gasspender (inkl. Sahnekap-sel), verlängert durch einen Gum-mischlauch, mit Lachgas (N2O).

Nach dem Füllen schließe die Gas-flasche sofort nach dem Rausziehen (Lachgas ist schwerer als Luft) mit dem Schraubverschluss. Wenn die Flasche umgedreht wird, kann der Deckel geöffnet werden. Gib nun in die warme Glasflasche 3 mL 80%i-gen Rum und schüttle sie mit De-ckel, sodass sich ein Alkohol Lach-gas Gemisch bildet.

Öffne den Deckel und entzünde das explosive Gemisch. Das Ge-misch reagiert mit einem lauteren Geräusch heftig.

Erklärung: Reaktionsgleichung: C2H5OH + 6 N2O 6 N2 + 2 CO2 + 3 H2O Hinweis: Lachgas fördert die Verbrennung, wie im Film Fast and Furious eindrucksvoll zu sehen ist

Literatur: Viktor Obendrauf 2001. Lachgas auf Knopfdruck. Chemie und Schule (2), 4–11. Viktor Obendrauf 2001. Mit Heißwasser zum “Rum-Wuffi”. Chemie und Schule (4), 11–19.

1 erhältlich beim VCÖ Shop

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Singende Dose Chemikalien: Alufolie NaOH (15%)

Geräte: Energydrinkdose ohne Deckel mit Loch am Bo-

den Kaugummi, langstieliges Feuerzeug Salzstreuer

25

0 m

L

Kaugummi

250

mL

Befülle einen Salzstreuer zu ca. ¼ mit einer 15% Natronlauge. Nimm nun eine ca. 10 mal 10 cm große Alufolie und zerknülle sie so, dass sie in den Salzstreuer passt.

Gib eine 250 mL Energydrinkdose, bei der mit einem Dosenöffner der Deckel entfernt wurde und mit ei-nem Nagel am Boden ein ca. 1 mm breites Loch geschlagen wurde, auf den Salzstreuer, sodass die Dose oben stehen bleibt. Klebe das Loch mit einem Kaugummi zu.

Nachdem sie die Alufolie aufgelöst hat, öffne das Loch und entzünde den austretenden Wasserstoff. Je nach Lochgröße hörst du nach ca. 15 bis 30 sec einen immer tiefer werdenden Ton, der in einer Explo-sion endet, mit der die Dose in die Höhe geschleudert wird.

Erklärung:

Al + 3 H2O Al(OH)3 + H2O (unedles Metall + Wasser Lauge + Wasserstoff) Aluminium reagiert unter normalen Umständen nicht mit Wasser, da es sich innerhalb von Sekunden mit einer dichthaftenden Schutzschicht aus Aluminiumhydroxid überzieht bzw. schon vorher über diese verfügt. Durch Zusatz von Natronlauge wird die Ausbildung einer Schutzschicht unterbunden, das amphotere Aluminiumhyd-roxid Al(OH)3 geht unter Bildung von Aluminat [Al(OH)4]- in Lösung:

Al(OH)3 + NaOH Na[Al(OH)4]

Eine bereits bestehende Passivierung aus Aluminiumoxid wird durch den Zusatz von Natronlauge aufgelöst, aus diesem Grund verläuft die Reaktion anfangs relativ langsam:

Al2O3 + 2 NaOH + 3 H2O 2 Na[Al(OH)4]

Die Energydrink Dose füllt sich mit Wasserstoff (je nach Dicke der Folie entstehen 0,35 Lbis 0,55 L Wasserstoff) der beim Entfernen des Kaugummis nach oben ausströmt. Beim Entzünden ist die Flamme charakteristisch auf Grund der Verwendung von Natrium orange. Von unten strömt nun Luft ein, bis die Explosionsgrenze erreicht ist. Die Flamme schlägt durch, es kommt zu einer Knallgasreaktion, die Dose wird durch die Explosion mit einem lauten Knall nach ob geschleudert.

2H2 + O2 2 H2O (Nichtmetall + Nichtmetall Molekül) Literatur: Viktor Obendrauf 2000. Döschen hüpf! Chemie und Schule (4), 8–12.

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Trockeneis Chemikalien:

Sodakapsel von ISI Geräte:

Easy-Boy-Deckel Serviette (nicht weiß)

Serviette straff über den Easy-Boy-Deckel spannen. CO2 Kapsel schnell und fest hineindrehen.

Trockeneis ist auf der Serviette sichtbar.

Erklärung: Bei der Kompression eines Gases entsteht Wärme, bei der Expansion Kälte. Diese reicht aus das CO2 bei -78°C zu Trockeneis zu resublimieren. Hinweis: Eine Beobachtung, die ich dabei machte: Wird den Schülern beim Versuch erklärt, dass es sich in der Kapsel um CO2 handelt und führt den Versuch vor ihren Augen vor und legt das das Trockeneis vor ihnen auf die Bank, meinen die meisten, dass es sich um Eis handelt. Erst auf die Bemerkung, dass das „Eis“ sublimiert und nicht schmilzt, erkennen sie ihren Irrtum.

Literatur: Viktor Obendrauf 2005. Trockeneis aus dem Supermarkt. Chemie und Schule (4), 6–10.

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Wasserdampfspringbrunnen Geräte:

Reagenzglas Fiolax 16/160 Gummistopfen Verneret 18D mit Kanüle 1,2/40 mm durchbohrt (Spitze anschließend gekappt) 20ml-Spritze mit Gummidichtung (z.B. ONCE, mit Siliconöl leichtgängig gemacht) Bunsenbrenner Becherglas (zum Aufsaugen von Wasser mit der Spritze) Reagenzglasklammer Lebensmittelfarbe

20m

L

20m

L

Fülle das RGG mit ca. 1 cm Wasser und verkoche das Wasser bis fast nichts mehr übrigbleibt.

Stecke sofort eine mit gefüllte 20 mL Spritze auf die Kanüle.

Drehe die Apparatur um und blase das RGG an. Das RGG füllt sich mit Wasser.

Erklärung: Der Wasserdampf verdrängt die Luft. Nachdem die mit Wasser befüllte Spritze auf die Kanüle ge-steckt wurde kondensiert das Wasser im RG, es entsteht ein Unterdruck. Dadurch wird da Wasser in das RG gedrückt. (Teilchenmodell, Aggregatszustände) Hinweis: Wasser ev. mit Lebensmittelfarbe sichtbarer machen.

Literatur: Viktor Obendrauf Sommerseminar